Qu’est-ce qu’un thermomètre bimétallique ?
Un thermomètre bimétallique est un instrument de mesure qui utilise les propriétés des bimétalliques pour mesurer la température.
Les bimétaux sont fabriqués en collant deux types de plaques métalliques ayant des coefficients de dilatation thermique différents, qui se courbent lorsque la température change. Cet instrument utilise la force de courbure pour faire tourner l’axe de l’aiguille qui pointe vers l’échelle de la plaque d’affichage et lit directement la température mesurée.
Par rapport aux thermomètres en verre, ils sont plus durables, plus faciles à manipuler et plus sûrs. En raison de leur structure simple et de leur facilité d’entretien et d’inspection, ils sont largement utilisés dans les applications domestiques et industrielles.
Utilisations des thermomètres bimétalliques
Les thermomètres bimétalliques sont utilisés à l’intérieur comme thermomètres muraux ou fixes. Ils comportent principalement un élément bimétallique à ressort qui déplace l’aiguille d’une plaque d’affichage circulaire avec une échelle imprimée.
Ils sont également utilisés comme thermomètres à eau, thermomètres de sol et thermomètres de cuisine. Les bilames à enroulement sont incorporés dans un cylindre en saillie derrière la plaque d’affichage. De plus, dans les applications industrielles, les bimétaux sont utilisés pour le contrôle de la température des lignes dans les usines chimiques, etc., en raison de leurs caractéristiques telles que l’étanchéité, la résistance à la corrosion, la résistance chimique et la résistance à la pression, qui peuvent être facilement ajoutées.
Principe des thermomètres bimétalliques
L’un des bimétalliques est un alliage de fer et de nickel, un alliage à faible dilatation thermique dont le coefficient de dilatation thermique est pratiquement nul à la température ambiante. L’autre bimétallique est un alliage à coefficient de dilatation thermique très élevé, obtenu en ajoutant du chrome ou du cuivre au manganèse. Les bimétaux sont fabriqués sous la forme d’une seule feuille de métal en superposant ces deux feuilles de métal et en les laminant à froid.
Une technologie avancée est nécessaire pour la production de bimétaux, car leurs propriétés peuvent changer sous l’effet de la chaleur après une utilisation prolongée. Lorsque la tôle bimétallique est chauffée, la face de l’alliage ayant le coefficient de dilatation le plus élevé s’étend et se déforme avec la face de l’alliage à faible dilatation thermique à l’intérieur. Les thermomètres bimétalliques sont dotés d’un mécanisme qui utilise la force générée à ce moment-là pour déplacer l’aiguille du thermomètre.
En réalité, le matériau bimétallique est enroulé autour du thermomètre sous la forme d’un ressort, et la torsion causée par les changements de température est utilisée pour faire tourner l’aiguille. L’alliage à faible dilatation thermique est appelé invar en anglais et est une marque déposée. Il s’agit d’un alliage contenant 64 % de fer, 36 % de nickel et une petite quantité de manganèse. Il se caractérise par sa faible dilatation thermique, ce qui signifie que les cristaux dans leur ensemble ne subissent pratiquement aucune dilatation thermique lorsque la température augmente.
Comment installer les thermomètres bimétalliques ?
Si le produit tombe ou est soumis à des chocs excessifs, des écarts de lecture se produisent. Par conséquent, les points suivants doivent être pris en compte lors du montage du thermomètre :
1. Vibrations
Les vibrations continues de la partie sensible à la température entraînent l’usure des différentes parties du thermomètre et leur détérioration. Les vibrations de la partie sensible à la température se manifestent par un léger tremblement de l’aiguille. Si cela se produit, il ne faut pas laisser l’appareil sans surveillance, mais prendre immédiatement les mesures appropriées.
2. Température ambiante
S’il existe une différence de température entre la température ambiante et l’objet à mesurer, la température ambiante peut entraîner des erreurs de mesure. Il est possible d’y remédier en maintenant l’équipement utilisé au chaud et en contrôlant la dissipation et l’absorption de la chaleur.
3. Environnement glacial
Si la température de l’objet à mesurer est inférieure au point de congélation, l’intérieur du thermomètre peut geler et endommager le produit. Si le produit doit être utilisé dans un environnement de congélation, un produit dédié doit être installé. Dans de rares cas, les produits dédiés peuvent geler à l’intérieur, mais dans la plupart des cas, cela peut être résolu en choisissant un produit avec des spécifications spéciales, comme l’utilisation d’un produit avec de l’huile de silicone.
Autres informations sur les thermomètres bimétalliques
1. Tubes de protection pour les thermomètres bimétalliques
Des tubes protecteurs sont nécessaires dans les cas suivants :
- Lorsque l’objet à mesurer peut corroder la partie sensible à la température.
- Lorsque la partie sensible à la température est soumise à une pression élevée.
- Lorsque l’objet à mesurer est un fluide.
- Lorsque l’objet à mesurer fuit et interfère lorsque le thermomètre est retiré.
2. Matériau de la gaine de protection
S’il existe un risque de corrosion de l’objet à mesurer, il faut choisir un matériau résistant à la corrosion pour la gaine de protection. Si la partie sensible à la température est soumise à une pression, il faut utiliser un matériau résistant à la pression.
3. Types de gaines de protection
Les types de gaines de protection comprennent les gaines de protection non ferreuses, les gaines de protection soudées en acier inoxydable et les gaines de protection évidées. Le choix se fait en fonction de la longueur de la pièce sensible à la température et d’autres facteurs.